軋輥
關(guān)注創(chuàng)建者：giving 創(chuàng)建時(shí)間：2020-12-30
軋輥的視頻教程
多道軋輥板材軋制成型操作技巧及后處理
圖4 仿真溫度場(chǎng)分析 如圖5所示，在第一道軋輥的擠壓作用下，板料發(fā)生了形變進(jìn)而生成了變形熱，導(dǎo)致板料的溫度出現(xiàn)了輕微的升高，對(duì)于未經(jīng)過(guò)軋輥的板料，溫度依舊為初始的950℃。隨和積壓量的增加，板料溫度升高的也較為迅速，每經(jīng)過(guò)一道軋輥，溫度都得到了進(jìn)一步的提升，在第三道軋輥擠壓后，軋輥中心處溫度最高，對(duì)于軋輥的四周溫度升高的較小。 圖5
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ABAQUS-鋁板卷繞模擬
基于ABAQUS6.14 Standard模擬了2mm鋁板在剛性軋輥卷繞的過(guò)程，建立2D鋁板和軋輥模型，通過(guò)建立接觸和coupling連接關(guān)系實(shí)現(xiàn)鋁板跟隨軋輥卷繞運(yùn)動(dòng)。
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ABAQUS鋼板軋制成形的殘余應(yīng)力場(chǎng)模擬（純操作，無(wú)講解）
通軋制常指軋件在軋輥間變形的力學(xué)過(guò)程。為了便于分析軋制過(guò)程中各基本參數(shù)間的關(guān)系，建立所謂簡(jiǎn)單理想軋制過(guò)程，假設(shè)被軋制金屬是矩形斷面的均質(zhì)連續(xù)的剛－塑性體。軋輥是一對(duì)直徑和速度相等的平輥剛體，無(wú)外加張力或推力，由此出發(fā)確定變形區(qū)主要參數(shù)
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軋輥的實(shí)例教程
2．仿真技術(shù)在軋輥開發(fā)中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的軋輥開發(fā)步驟以及應(yīng)用仿真技術(shù)的過(guò)程表示在圖1。
圖1軋輥開發(fā)流程，經(jīng)驗(yàn)、仿真
從圖中可以看出設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和工藝技術(shù)是非常重要的，同時(shí)質(zhì)量控制和生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控也應(yīng)當(dāng)引起重視。
仿真應(yīng)用的目的在于改進(jìn)工藝技術(shù)方法，提高產(chǎn)品質(zhì)量，掌握冷彎成型的過(guò)程，減少軋輥修復(fù)和修改設(shè)計(jì)，節(jié)約生產(chǎn)調(diào)試成本。
如圖1所示，冷彎成型工藝仿真離不開軋輥設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和成型設(shè)備的安裝調(diào)試過(guò)程。脫離冷彎成型工藝的經(jīng)驗(yàn)和工藝知識(shí)的仿真沒(méi)有意義，還會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
設(shè)計(jì)人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)才能成為有限元仿真技術(shù)的專家，仿真軟件必須采用冷彎成型設(shè)計(jì)人員的專業(yè)術(shù)語(yǔ)。
3.仿真實(shí)踐
軋輥開發(fā)的周期有時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，但一般只有幾周。因此一套軋輥設(shè)計(jì)最長(zhǎng)只能用一到兩周，其中還要留有軋輥加工（車，磨，淬火）時(shí)間。
即便利用先進(jìn)的軟件和高速的個(gè)人計(jì)算機(jī)，對(duì)冷彎成型過(guò)程進(jìn)行有限元仿真也要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)甚至幾天的時(shí)間。
仿真計(jì)算時(shí)間可以通過(guò)下列方法降到最低：用仿真分析模型預(yù)優(yōu)化軋輥組；用有限元分析優(yōu)化軋輥組。
最好的方法是在用冷彎成型工業(yè)的專業(yè)軟件包進(jìn)行分析。
3.1 仿真第一步：快速優(yōu)化
根據(jù)本文所闡述的概念，軋輥優(yōu)化的第一步是幾何仿真。系統(tǒng)的幾何特性必須考慮的因素包括：成型曲線，軋輥直徑，板材厚度，截面形狀，軋輥類型和一部分材料特性等。仿真的主要目標(biāo)是根據(jù)用戶產(chǎn)品的要求確定成形的最少道次，并在這些道次中平滑地分配成形功。
仿真只用幾秒鐘的時(shí)間就可以完成每個(gè)優(yōu)化變量的計(jì)算，幫助軋輥設(shè)計(jì)人員從最初的設(shè)想到迅速確定優(yōu)化的道次數(shù)和成形工藝順序。
展開 本文介紹如何從構(gòu)建工件-軋輥組合模型，然后在不同的溫度(中高溫(300k以上)、常溫(300k)和低溫(77k)模擬工件被軋制的過(guò)程。
建立組合的模型的具體in文件如下：
1、首先,采用atomsk平臺(tái)建立FCC結(jié)構(gòu)的NiCrCo多晶結(jié)構(gòu)。
管材軋制軋輥三維模型 ￥5
<p>本貼提供用于管材軋制的軋輥三維模型。由于軋輥帶有尺寸不均勻的凹槽，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)建模稍有難度，且目前在網(wǎng)上也很少有相關(guān)建模信息，故上傳該文件，希望對(duì)有需要的同仁的工作有所幫助。（Solidworks文件，可用于直接編輯以及查看建模流程）</p><p><br></p>
熱軋問(wèn)題存在很多種，包含結(jié)構(gòu)形狀軋制，其中型材通過(guò)軋輥以達(dá)到想要的形狀和截面。
結(jié)構(gòu)鋼是最長(zhǎng)使用的熱軋材料，通常結(jié)構(gòu)鋼的形狀包括I型梁，H型梁，T型梁，U型梁和通道。本例子使用I型梁進(jìn)行網(wǎng)格重劃分計(jì)算。
熱軋過(guò)程的描述
熱軋過(guò)程主要包含兩個(gè)階段，非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)，熱軋過(guò)程的開始和結(jié)束是非穩(wěn)態(tài)階段，剩余過(guò)程為穩(wěn)態(tài)階段。
在非穩(wěn)態(tài)階段鋼坯與軋輥接觸并填充了軋輥間的間隙，當(dāng)鋼坯的末端與軋輥接觸分離后，成形過(guò)程進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。
熱軋過(guò)程的模擬
盡管經(jīng)常使用瞬態(tài)分析來(lái)模擬熱軋過(guò)程，當(dāng)動(dòng)態(tài)效應(yīng)不重要或瞬態(tài)分析可能需要額外資源的時(shí)候，用靜態(tài)分析更好。本例演示了熱軋過(guò)程非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)階段怎么通過(guò)靜態(tài)分析模擬的。
靜態(tài)分析分兩步，第一步建立軋制模型，第二步模擬熱軋。在第一個(gè)載荷步中，鋼坯朝剛性軋輥移動(dòng)并與其建立接觸，填充軋輥之間的間隙，為了建立軋制過(guò)程，鋼坯應(yīng)該部分填充進(jìn)軋輥的間隙，這樣當(dāng)軋輥開始轉(zhuǎn)動(dòng)后，它們能通過(guò)摩擦力將鋼坯拉入。
在第二個(gè)載荷步中，軋輥將鋼坯拉入并最終將方形鋼坯變?yōu)镮型截面塊。
在本例中，仿真由于網(wǎng)格扭曲在第一個(gè)載荷步的末尾終止，此時(shí)需要網(wǎng)格重劃分修復(fù)扭曲網(wǎng)格，分析以新網(wǎng)格重啟并繼續(xù)。
問(wèn)題描述
將矩形塊穿過(guò)一組輥?zhàn)右垣@得I形梁，如下圖所示：
使用兩種類型的軋輥，水平上下軋輥增加鋼坯的寬度減小其高度；豎直水平軋輥與水平軋輥聯(lián)合生成I型截面鋼，兩種軋輥均使用剛性目標(biāo)單元。
下圖顯示了問(wèn)題關(guān)于兩個(gè)平面（XZ和YZ）是對(duì)稱的：
為減小建模和計(jì)算時(shí)間，只分析四分之一模型，得到結(jié)果之后可采用相對(duì)于兩個(gè)對(duì)稱平面的對(duì)稱擴(kuò)展選項(xiàng)得到整體模型結(jié)果。
展開 2 模型的建立
為了提高仿真的可信度與準(zhǔn)確度，幾何模型的尺寸均采用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的尺寸，并對(duì)軋制過(guò)程作如下合理假設(shè)：所有軋輥直徑相等，轉(zhuǎn)速相同，且均為主動(dòng)輥；軋件的機(jī)械性質(zhì)均勻；軋輥以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，軋件以接近或等于軋輥圓周線速度的速度勻速向輥縫運(yùn)動(dòng)，直至被軋輥咬入進(jìn)入輥縫后，靠軋輥和軋件之間的摩擦力完成軋制過(guò)程。
軋件毛坯是直徑為φ2.7mm的圓鋼絲，精密型材的截面為矩形，高1.5mm、寬3.5mm，因此將軋制過(guò)程安排為兩道次連軋，即先在兩輥軋機(jī)上初軋，基本實(shí)現(xiàn)精密型材的厚度要求，然后在錯(cuò)位四輥軋機(jī)上精軋，從而得到成型產(chǎn)品。
軋件的材料為50CrVA，其彈性模量E=206GPa，切線模量Etan=90MPa，屈服極限σs=1127MPa，密度ρ=7850kg/m3，泊松比μ=0.3。軋輥的材料為9CrSi，其彈性模量E=206GPa，密度ρ=7850kg/m3，泊松比μ=0.3。軋輥外徑D=120mm。
采用大型通用有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA對(duì)軋制過(guò)程進(jìn)行有限元建模和求解分析。在單元類型的選擇上，軋件、軋輥均選擇SOLID164顯式單元。在材料模型的選擇上，由于在冷軋狀態(tài)下軋輥變形很小可視為剛性輥，因此軋輥選用剛體Rigid 材料模型。軋件選用經(jīng)典雙線性隨動(dòng)硬化Bilinear Kinematic（BKIN）材料模型。選用對(duì)稱罰函數(shù)法接觸算法，接觸類型為Automatic Surface to Surface Contact，靜摩擦系數(shù)μs＝0.482，動(dòng)摩擦系數(shù)μd＝0.346，粘性摩擦應(yīng)力VDC=650.67MPa，接觸阻尼系數(shù)VDC＝20，分別定義軋件和各個(gè)軋輥之間的接觸。
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彎輥技術(shù)的基本工作原理是通過(guò)裝設(shè)在軸承座之間的液壓缸向工作輥或支承輥輥頸施加液壓彎輥力，使軋輥產(chǎn)生附加彎曲，來(lái)瞬時(shí)地改變軋輥的有效凸度，從而改變承載輥縫形狀，以補(bǔ)償由于軋制壓力和軋輥溫度等工藝因素的變化而產(chǎn)生的輥縫形狀的變化，保證生產(chǎn)出高精度的產(chǎn)品。只要根據(jù)具體的工藝條件來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇液壓彎輥力，就可以達(dá)到改善板形的目的。
<p>本貼提供用于管材軋制的軋輥三維模型。由于軋輥帶有尺寸不均勻的凹槽，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)建模稍有難度，且目前在網(wǎng)上也很少有相關(guān)建模信息，故上傳該文件，希望對(duì)有需要的同仁的工作有所幫助。（Solidworks文件，可用于直接編輯以及查看建模流程）</p><p><br></p>
工藝現(xiàn)狀
環(huán)件軋制（下述簡(jiǎn)稱環(huán)軋，也稱為碾環(huán)）工藝是一種常見(jiàn)的回轉(zhuǎn)塑性成形工藝，該工藝?yán)媚氕h(huán)機(jī)的軋輥對(duì)環(huán)狀毛坯件進(jìn)行連續(xù)局部輥壓，使毛坯件在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中逐步產(chǎn)生截面的變形，環(huán)直徑逐漸增加（或先減少在增加），從而獲得目標(biāo)零部件。
為了能夠使?jié)L道關(guān)鍵位置的成形比更高，使生產(chǎn)制備的軸承更加耐用，羅特艾德公司的工程師們對(duì)軋輥的截面形貌進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，并繼續(xù)基于Simufact Forming對(duì)不同的截面輪廓設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。最終，工程師們借助Simufact找尋到了最優(yōu)解，關(guān)鍵位置的成形比有明顯增加，為后續(xù)齒輪的耐久提供了強(qiáng)有力的理論支撐。
離心鑄造的優(yōu)點(diǎn)：
1）幾乎不存在澆注系統(tǒng)和冒口系統(tǒng)的金屬消耗，提高工藝出品率；
2）生產(chǎn)中空鑄件時(shí)可不用型芯，故在生產(chǎn)長(zhǎng)管形鑄件時(shí)可大幅度地改善金屬充型能力，降低鑄件壁厚對(duì)長(zhǎng)度或直徑的比值，簡(jiǎn)化套筒和管類鑄件的生產(chǎn)過(guò)程；
3）鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學(xué)性能高；
4）便于制造筒、套類復(fù)合金屬鑄件，如鋼背銅套、雙金屬軋輥等；成形鑄件時(shí)，可借離心力提高金屬的充型能力
它橫向振動(dòng)在一個(gè)軋輥，并通過(guò)連接，它創(chuàng)造了一個(gè)脈動(dòng)反應(yīng)扭矩在基地，促使車身構(gòu)件產(chǎn)生振動(dòng)。
同時(shí)可采用顯式或隱式求解器，3D全模型或?qū)ΨQ模型，軋輥實(shí)現(xiàn)參數(shù)化自動(dòng)定位。
1.6 新增電磁成形工藝
新增電磁成形工藝通過(guò)耦合塑性變形及電磁場(chǎng)計(jì)算結(jié)構(gòu)在電磁力作業(yè)下的變形。采用BEM法結(jié)合電磁成形算法實(shí)現(xiàn)電流參數(shù)、線圈設(shè)計(jì)、成形定位等參數(shù)的優(yōu)化分析。
環(huán)軋工藝向?qū)K
型軋工藝向?qū)K
旋壓工藝向?qū)K
旋鍛工藝向?qū)K
在設(shè)置便捷性方面除了向?qū)Я鞒梯斎雲(yún)?shù)外，還有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
參數(shù)化建模：典型的幾何模型如板料、棒料、軋輥、錐輥、旋壓輪、機(jī)械手等等，可對(duì)照界面圖形，輸入?yún)?shù)，自動(dòng)產(chǎn)生幾何模型，復(fù)雜形狀的模具外部導(dǎo)入還可檢查、編輯幾何。
滲碳體性硬而脆，其硬度為800HBS左右，無(wú)法機(jī)械加工，故白口鑄鐵在機(jī)械制造上較少應(yīng)用，主要用于軋輥等。
3. 灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵及蠕墨鑄鐵中的碳基本以石墨狀態(tài)存在，部分存在于珠光體中。四種鑄鐵中石墨存在的形式是不同的，由于石墨存在形式的不同，對(duì)基體性能削弱的作用有很大差異，故四種鑄鐵的力學(xué)性能有明顯差別。
世界各地的多家公司已經(jīng)開發(fā)了許多解決方案來(lái)提供各種各樣測(cè)量監(jiān)測(cè)選項(xiàng)，[4]其中一些測(cè)量可以使用渦流探傷和超聲波探傷設(shè)備對(duì)單個(gè)軋輥的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，以檢測(cè)夾持輥表面的缺陷，也可以使用更大規(guī)模的超聲波傳感器對(duì)夾持輥表面到中心的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查。
如圖2所示為一些公司的不同測(cè)量系統(tǒng)的例子。
